WO2011021737A1 - 로컬디밍기능을 가지는 백라이트 장치 - Google Patents

로컬디밍기능을 가지는 백라이트 장치 Download PDF

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유성일
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단비기술 유한회사
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    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Definitions

  • the present invention relates to a backlight device such as a liquid crystal display device, a surface light source for illumination, and more particularly, to form a plurality of inclined surfaces on a light guide plate, and to install a second reflector on the plurality of inclined surfaces, and at the same time, the lower portion of the light guide plate on which the inclined surfaces are formed.
  • the local dimming function is enabled by driving the LED light source installed in several compartments.
  • a light guide panel is a plate that provides a path for uniformly scattering and diffusing light from a light source, and is applied to a light receiving type flat panel display device such as a liquid crystal display device or a backlight device used for lighting. .
  • a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an LED is widely used.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • Such a backlight device is disclosed in Korean Patent Application Nos. 195-33115, 2001-25870, 2001-53844, and the like.
  • the conventional backlight device 10 includes a light guide plate 11, a reflector 12 disposed below the light guide plate 11, a light source 13 provided on a side surface of the light guide plate 11, and a light source ( And a cover member 14 for covering 13.
  • a cold cathode fluorescent lamp or an LED may be used as the light source 13 .
  • the light guide plate 11 is formed with a plurality of light guide patterns 15 for uniformly guiding light incident into the light guide plate.
  • the backlight device 10 configured as described above, light from the light source 13 is incident on the light guide plate 11, and the incident light is guided through the light guide plate 11, as indicated by the arrow, and then the light guide pattern 15. After being refracted or scattered out of the light guide plate 11 and exiting to the outside of the light guide plate 11, it is reflected by the reflector 12 or immediately exited to the upper surface to pass through the upper diffusion material 16 or prism 17, thereby being relatively uniform. You get a surface light source.
  • the backlight device configured as described above has a problem in that it is difficult to implement a local dimming function for adjusting the brightness of light by dividing the partition because the light guide plate is integrated.
  • the LEDs In addition, in order to implement a local dimming function when not using a light guide plate, the LEDs generally have a local dimming function by arranging thousands of LED light sources in a plane, modularizing them into a predetermined section, and then lighting each section. However, this costs a large number of LED light sources. In addition, in order to obtain a uniform surface light source, an additional light diffusing lens, a diffusion plate, or the like is required, which causes a problem that the thickness of the backlight device becomes thick.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a backlight device that can implement a local dimming function that can differently adjust the brightness of light for each section of the light guide plate. .
  • Another object of the present invention is to provide a backlight device having a thin thickness while at the same time obtaining a uniform surface light source without using a large number of LEDs.
  • a backlight device includes a light source, a light guide plate for uniformly guiding light emitted from the light source, a first reflector provided below the light guide plate, and a diffusion material provided on the light guide plate.
  • the light guide plate is divided into a plurality of compartments by at least one or more inclined surfaces, a second reflector for reflecting light from the light source into the first light inclined surface of the at least one or more inclined surfaces, At least one light source is provided below the light guide plate on which the second reflecting material is installed, so that the light guide plate emits light for each section.
  • the first inclined surface is characterized in that it has a straight or curved shape.
  • the second reflector may be a resin reflecting sheet, a metal reflector or a material having a high light reflectance.
  • a light diffusing material or a light absorbing material is installed or coated on the rear surface of the second reflecting material.
  • the inclined surface of the light guide plate adjacent to the first inclined surface is characterized in that overlapping.
  • the light diffusing material or the light absorbing material is installed or coated on the inclined surface of the light guide plate adjacent to the first inclined surface.
  • the inclined surface of the light guide plate adjacent to the first inclined surface is characterized in that the opposite direction to the first inclined surface.
  • a backlight device which includes a light source, a light guide plate for uniformly guiding light emitted from the light source, a first reflector disposed below the light guide plate, and an upper portion of the light guide plate.
  • a backlight device including a diffuser provided, wherein at least one groove having an inclined surface is formed in the light guide plate, a second reflector is installed in the groove having an inclined surface, and at least one LED light source under the light guide plate having a groove having an inclined surface. Is installed, it is characterized in that the local dimming function is implemented by driving one or more LED light sources are partitioned in a predetermined area to emit light.
  • At least one groove having the inclined surface penetrates the light guide plate.
  • the width of the groove having the inclined surface is characterized in that formed in 1 mm or less.
  • At least one groove having the inclined surface is characterized in that processed by a laser.
  • At least one groove having the inclined surface is characterized in that formed in the shape of an intermittent line.
  • the second reflective member provided in the groove having the inclined surface may be a resin reflective sheet, a metallic reflective plate, or a material having high light reflectance.
  • the light diffusing material or the light absorbing material is installed or coated on the back of the reflecting surface of the second reflecting material installed in the groove having the inclined surface.
  • the light diffusing material or the light absorbing material is installed or coated on the inclined surface opposite the reflective surface of the second reflecting material provided in the groove having the inclined surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional backlight device.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the backlight device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view illustrating an LED light source module arranged under the light guide plate in the backlight device of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a plan view of the backlight device of FIG. 2
  • FIG. 4 is a view showing an LED light source module arranged below the light guide plate in the backlight device of FIG. 2.
  • a plurality of light guide plates 201 are provided in the backlight device 200.
  • the light guide pattern 201a is formed on at least one side of the light guide plate 201.
  • a plurality of inclined surfaces 202 are formed in the light guide plate 201, and a second reflecting material 203 is provided in the inclined surfaces 202.
  • At least one LED light source 204 is disposed below the inclined surface 202, and the LED light source 204 is covered by the second reflector 203 provided on the inclined surface 202 when viewed from the top of the light guide plate 201. It has a losing structure.
  • the lower part of the light guide plate 201 is provided with a first reflector 205 that can reflect light emitted from the lower surface of the light guide plate 201 upward.
  • a diffuser 206 for scattering and diffusing light is provided on the light guide plate 201, and a prism 207 for condensing light is provided on the diffuser 206.
  • Light emitted from the LED light source 204 is incident on the inclined surface 202 of the light guide plate 201, and the light incident on the inclined surface 202 is inside the light guide plate 201 by the second reflector 203 provided on the inclined surface 202.
  • the path is changed and the light guide plate 201 is light guided by the total reflection effect.
  • the guided light is reflected, refracted, and scattered by the light guide pattern 201a, and the light is emitted to the outside of the light guide plate 201.
  • the light emitted to the lower surface of the light guide plate 201 is reflected through the first reflector 205, passes through the light guide plate 201, passes through the diffuser 206 on the upper surface of the light guide plate 201, and then passes through the prism 207.
  • the light guide pattern 201a is uniform by increasing the pattern density at the portion away from the LED light source 204 and the inclined surface 202 and lowering the pattern density at the portion near the LED light source 204 and the inclined surface 202.
  • One surface light source can be obtained.
  • the LED light source 204 is driven by dividing into a plurality of regions to adjust the brightness of each section of the light guide plate 201 to be different from the other sections.
  • the LED light source 204 is composed of a plurality of LED combinations, as shown in Figure 3 can be used by placing a plurality of LED light source 204 on one substrate. In this manner, local dimming may be effectively implemented in the edge light type backlight device 200 using the light guide plate 201.
  • the light guide plate 201 has a second light source on the inclined surface 202 to reflect the light from the LED light source 204 into the light guide plate 201 while preventing the LED light source 204 from being visible from the top surface.
  • Reflector 203 is formed.
  • the width of the second reflecting material 203 (toward the inside of the surface) is formed larger than the width of the LED light source 204.
  • the shape of the inclined surface 202 is illustrated in a straight line in FIG. 2, a shape having a curvature or irregularities may be possible.
  • the second reflecting member 203 provided on the inclined surface 202 may be formed by a resin reflecting sheet or a metallic reflecting plate, and may be installed by various methods such as coating of a material having high light reflectance.
  • the light diffusing member or the light absorbing member 208 may be installed or coated on the back surface of the second reflecting member 203.
  • the formation of the inclined surface 202 can be various methods such as laser processing, NC processing, injection molding, extrusion molding.
  • the boundary portion 209 exists between the divided light emitting regions. Since the boundary portion 209 may appear as a bright portion or a dark portion in the backlight device 200, it is necessary to uniformly distribute the light distribution of the boundary portion 209.
  • the inclined surface 202 is formed on the light guide plate 201, the second reflector 203 is provided on the inclined surface 202, and the LED light source 204 is disposed below the inclined surface 202. Installed. As the light is blocked by the second reflector 203 provided on the inclined surface 202, a dark portion appears.
  • the non-light emitting region on the inclined surface 202 on which the second reflector 203 is installed is adjacent to each other.
  • An inclined surface 202 is formed on the neighboring light guide plate 201 that forms the boundary portion 209 to emit light by the light guide plate 201 so that the inclined surface 202 of the light guide plate 201 overlaps.
  • the inclined surface 202 of the neighboring light guide plate 201 corresponding to the inclined surface 202 provided with the second reflector 203 is preferably widened so that the inclined surface 202 is sufficiently overlapped so that the non-light emitting area does not appear.
  • the second reflecting member 203 is provided on another adjacent inclined surface 202 overlapping the inclined surface 202 provided with the second reflecting member 203.
  • Light is supplied from the LED light source 204 in a different area from the supply.
  • the boundary portion 209 where the two inclined surfaces 202 overlap with each other is strongly emitted by the LED light source 204 of another region, and tends to be a curved portion.
  • the bent portion appearing at the boundary portion 209 needs to be adjusted to the same brightness as that of the area that is normally uniformly emitted.
  • the back surface of the second reflector 203 is reflected.
  • the light diffuser or light absorber 208 is installed on the inclined surface 202 adjacent to the inclined surface 202 on which the second reflector 203 is installed, or the light diffuser or light absorber 208 is additionally installed. There is a way.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a second embodiment of the present invention.
  • the inclined surfaces 202 of the neighboring light guide plate 201 instead of the two inclined surfaces 202 of the neighboring light guide plate 201 in parallel in surface contact with each other, the inclined surfaces 202 which are spread to the left and right sides are respectively provided. It can also be arranged.
  • the light emitting plate 201 may reach the inside of the light guide plate 201 to increase light efficiency.
  • the light exits to the outside of the inclined surface 202 and emits light, thereby allowing the dark portion of the inclined surface 202 to be alleviated. In this manner, local dimming may be easily implemented in the edge light type backlight device 200 using the light guide plate 201.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view of a backlight device according to a third embodiment of the present invention.
  • the backlight device 200 is provided with a light guide plate 201 having a plurality of inclined grooves 208.
  • the light guide pattern 201a is formed on at least one side of the light guide plate 201.
  • a second reflecting material 203 is provided in the inclined groove 208 formed in the light guide plate 201.
  • At least one LED light source 204 is disposed below the groove 208 having the inclined surface 202. In addition, when viewed from the top, the LED light source 204 is covered by the second reflecting material 203 provided in the inclined groove 208.
  • the lower surface of the light guide plate 201 is provided with a first reflector 205 for reflecting light emitted from the lower surface of the light guide plate 201 to the upper portion, and a diffusion material for scattering and diffusing light on the upper portion of the light guide plate 201. 206 is provided.
  • the prism 207 which condenses light is provided in the upper part of the diffusing material 206.
  • Light from one or more LED light sources 204 installed under the plurality of inclined grooves 208 formed in the light guide plate 201 is incident to the inclined grooves 208, and the incident light is inclined surfaces of the inclined grooves 208.
  • the light reflected by the second reflector 203 provided at 202 to the inside of the light guide plate 201 and incident to the inside of the light guide plate 201 is guided to the inside of the light guide plate 201 by the total reflection effect.
  • the guided light is refracted or scattered by the light guide pattern 201a to be emitted to the upper surface of the light guide plate 201, and the light emitted from the light guide pattern 201a is reflected through the first reflector 205, and again, the light guide plate After passing through the 201, the light guide plate 201 passes through the diffusion material 206 and then passes through the prism 207 to exit the front surface.
  • the light guiding pattern 201a has a high density at a portion far away from the LED light source 204 and the inclined groove 208 in the light guide plate 201 and the LED light source 204 and the inclined groove 208.
  • the nearby part is formed with a relatively low density to achieve a uniform surface light source.
  • one or more LED light sources 204 may be appropriately differentially dimmed so that the brightness of each compartment is differentially controlled from the other compartments.
  • the LED light source 204 is composed of a plurality of LED combinations, and a plurality of LED light sources 204 may be installed and used on one substrate.
  • the inclination angle of the inclined groove 208 is preferably about 45 degrees, the angle of the inclination angle may vary depending on the thickness of the light guide plate 201, the length and light distribution of the light guide plate 201. It is preferable to form the width of the inclined groove 208 as narrow as possible to 1 mm or less to minimize the non-light emitting area.
  • the depth of the inclined groove 208 may be up to the thickness of the light guide plate 201 penetrating the light guide plate 201, and the formation of the inclined groove may be performed by laser processing, and may be implemented by NC processing or injection molding. Do.
  • the second reflector 203 provided in the inclined groove 208 can be installed using a resin reflective sheet, a metallic reflector, or by applying a material having a high light reflectance.
  • the second reflector 203 serves to change the path of the light so that the light emitted from the LED light source 204 is incident on the light guide plate 201, and also when viewed from the top surface of the light guide plate 201. At the same time, it blocks the light so that it is not visible.
  • a plurality of grooves 208 having an inclined surface 202 on which the second reflector 203 is installed form a plurality of grooves 208 when dividing the light emitting area for dimming the backlight device 200.
  • the area of the second reflecting material 203 provided on the inclined surface 202 of the () is blocked, and the light traveling to the upper portion of the light guide plate 201 is blocked, so that when viewed from the top surface of the light guide plate 201, it appears as a non-light emitting area.
  • a groove having an inclined surface 202 is formed in the light guide plate 201 so that the light guide plate 201 emits light to the non-light emitting region of the second reflecting material 203, and is adjacent to the inclined surface 202 provided with the second reflecting material 203.

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Abstract

백라이트 장치가 개시된다. 상기 백라이트 장치는 광원과, 광원에서 나온 빛을 균일하게 도광시키는 도광판과, 도광판의 하부에 설치되는 제1 반사재와, 도광판의 상부에 설치되는 확산재를 포함하는 백라이트 장치에 있어서, 도광판은 적어도 하나 이상의 경사면에 의해 다수의 구획으로 구분되며, 적어도 하나 이상의 경사면 중 제1 경사면에는 광원에서 나오는 빛을 도광판 내부로 반사사키기 위한 제2 반사재가 설치되고, 제2 반사재가 설치된 도광판 하부에 적어도 하나 이상의 광원이 설치됨으로써, 도광판을 구획별로 발광하는 것을 특징으로 한다.

Description

로컬디밍기능을 가지는 백라이트 장치
본 발명은 액정표시소자, 조명용 면광원 등의 백라이트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도광판에 다수 개의 경사면을 형성하고, 형성된 다수개의 경사면에 제2 반사재를 설치함과 동시에 경사면이 형성된 도광판의 하부에 하나 이상의 LED 광원을 설치한 후, 여러 개의 구획에 설치된 LED 광원을 구동함으로써 로컬디밍기능이 가능하도록 한 것이다.
통상적으로, 도광판(light guide panel)은 광원으로부터 나온 빛을 균일하게 산란 및 확산시키는 경로를 제공하는 플레이트로서, 액정 표시 소자와 같은 수광형 평판 표시 장치나, 조명 등에 사용되는 백라이트 장치에 적용되고 있다.
도광판을 사용한 백라이트 장치로는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 또는 LED를 배치하는 방식이 널리 사용되고 있다. 이러한 백라이트 장치는 한국특허 출원번호 제1994-33115호, 제2001-25870호, 제2001-53844호 등에 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 백라이트 장치(10)는 도광판(11)과, 도광판(11)의 하부에 설치된 반사재(12)와, 도광판(11)의 측면에 설치된 광원(13)과, 광원(13)을 커버하는 커버부재(14)를 포함한다. 광원(13)으로는 냉음극 형광 램프 또는 LED 등이 사용될 수 있다. 도광판(11)에는 도광판 내부로 입사된 빛을 균일하게 도광시키는 다수의 도광패턴(15)이 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 백라이트 장치(10)는 광원(13)으로부터 나온 빛이 도광판(11)으로 입사되고, 입사된 광은 화살표로 표시한 바와 같이 도광판(11)을 통하여 도광된 다음에 도광패턴(15)에 의해 굴절 또는 산란되어 도광판(11)의 외부로 빠져 나간 후, 반사재(12)에 의해 반사되거나 상면으로 바로 빠져나가서 상면의 확산재(16)나 프리즘(17)을 통과하게 됨으로써 비교적 균일한 면광원을 얻게 된다.
그러나, 이와같이 구성된 백라이트 장치는 도광판이 일체로 되어 있어 구획을 나누어 빛의 밝기를 조절하는 로컬디밍기능을 구현하기 어려운 문제점을 가지고 있다.
또한, 도광판을 사용하지 않는 경우 로컬디밍기능을 구현하기 위해서는, 통상적으로 수천 개의 LED 광원을 평면으로 배열하여 일정 구획으로 모듈화한 다음, 구획별로 점등하는 방식으로 로컬디밍기능을 갖도록 한다. 하지만 이 경우 많은 수의 LED 광원 비용이 든다. 또한, 균일한 면광원을 얻기 위해서 추가의 광확산 렌즈나 확산판 등의 소자가 필요하므로, 이로 인해 백라이트 장치의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, 도광판의 구획마다 빛의 밝기를 서로 다르게 조절할 수 있는 로컬디밍기능을 구현할 수 있는 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 많은 수의 LED를 사용하지 않고도 균일한 면광원을 얻음과 동시에 두께가 얇은 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 백라이트 장치는, 광원과, 광원에서 나온 빛을 균일하게 도광시키는 도광판과, 도광판의 하부에 설치되는 제1 반사재와, 도광판의 상부에 설치되는 확산재를 포함하는 백라이트 장치에 있어서, 도광판은 적어도 하나 이상의 경사면에 의해 다수의 구획으로 구분되며, 적어도 하나 이상의 경사면 중 제1 경사면에는 광원에서 나오는 빛을 도광판 내부로 반사사키기 위한 제2 반사재가 설치되고, 제2 반사재가 설치된 도광판 하부에 적어도 하나 이상의 광원이 설치됨으로써, 도광판을 구획별로 발광하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 경사면의 형상이 직선 또는 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 반사재는, 수지성의 반사시트, 또는 금속성의 반사판이거나, 또는 광반사율이 높은 재료를 도포한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 반사재의 반사면 뒷면에는, 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면이 겹쳐지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면이 제1 경사면과 반대 방향으로 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 백라이트 장치가 제공되는데, 상기 백라이트 장치는 광원과, 광원에서 나온 빛을 균일하게 도광시키는 도광판과, 도광판의 하부에 설치되는 제1 반사재와, 도광판의 상부에 설치되는 확산재를 포함하는 백라이트 장치에 있어서, 도광판에 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 형성되고, 경사면을 가지는 홈 안에 제2 반사재가 설치되고, 경사면을 가지는 홈이 형성된 도광판 하부에 하나 이상의 LED 광원이 설치되고, 하나 이상의 LED 광원을 소정의 영역에서 구획되어 발광하도록 구동함으로써 로컬디밍기능을 구현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 도광판을 관통하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 홈의 폭이 1 mm 이하로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 레이저에 의해 가공된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 단속적인 선의 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재가 수지성의 반사시트, 또는 금속성의 반사판이거나, 또는 광반사율이 높은 재료를 도포한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재의 반사면 뒷면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재의 반사면 반대쪽의 경사면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 도광판을 다수개의 구획으로 구분하고, 구분된 각 도광판의 측면에 경사부 및 반사재를 형성하고, 도광판의 하부에 광원을 여러 개의 구획으로 나누어 구동함으로써, 로컬디밍기능을 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 백라이트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 백라이트 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 백라이트 장치에서 도광판 하부에 배열되는 LED 광원모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이다.
도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 장치에 대하여 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이고, 도 3은 도 2의 백라이트 장치의 평면도이며, 도 4는 도 2의 백라이트 장치에서 도광판 하부에 배열되는 LED 광원모듈을 도시한 도면이다.
도　 2 내지 도 4를 참조하면, 백라이트 장치(200)에는 다수개로 구획된 도광판(201)이 마련되어 있다. 도광판(201)의 적어도 일측면에는 도광패턴(201a)이 형성되어 있다. 도광판(201)에는 다수 개의 경사면(202)이 형성되어 있으며, 경사면(202)에는 제2 반사재(203)가 설치되어 있다. 경사면(202)의 하부에는 하나 이상의 LED 광원(204)이 배치되어 있고, 도광판(201)의 상면에서 내려다 보았을 때 LED 광원(204)이 경사면(202)에 설치된 제2 반사재(203)에 의해 가려지는 구조를 가진다. 도광판(201)의 하부에는 도광판(201) 하면으로 나온 빛을 상부로 반사시킬 수 있는 제1 반사재(205)가 설치되어 있다. 도광판(201)의 상부에는 빛을 산란 및 확산시키는 확산재(206)가 설치되어 있고, 확산재(206)의 상부에는 빛을 집광하여 주는 프리즘(207)이 설치되어 있다.
LED 광원(204)에서 나온 빛은 도광판(201)의 경사면(202)으로 입사되고, 경사면(202)에 입사된 빛은 경사면(202)에 설치된 제2 반사재(203)에 의해 도광판(201) 내부로 경로가 바뀌어 전반사 효과에 의해 도광판(201) 내부를 도광하여 진행한다. 도광된 빛은 도광패턴(201a)에 의해서 반사, 굴절 및 산란을 하고, 다시 그 빛은 도광판(201) 외부로 출사된다. 도광판(201) 하면으로 출사된 빛은 제1 반사재(205)를 거쳐 반사되고 다시 도광판(201)을 통과한 후 도광판(201) 상면의 확산재(206)를 통과하고 다시 프리즘(207)을 통과하여 전면으로 출사되는 원리를 가진다.
이 때, 도광패턴(201a)은 LED 광원(204) 및 경사면(202)에서 멀리 떨어진 부분은 패턴 밀도를 높게 하고, LED 광원(204) 및 경사면(202)에서 가까운 부분은 패턴 밀도를 낮게 함으로써 균일한 면광원을 얻을 수 있다. LED 광원(204)은 다수 개의 영역으로 나누어 구동함으로써 도광판(201) 각각의 구획의 밝기를 다른 구획과 차등되게 조절한다. 이 때, LED 광원(204)은 다수 개의 LED 조합으로 이루어지며, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 기판에 여러 개의 LED 광원(204)을 배치하여 사용할 수 있다. 이와 같은 방법으로 도광판(201)을 사용하는 에지 라이트 방식의 백라이트 장치(200)에서 로컬 디밍을 효과적으로 구현할 수 있다.
한편, 이하에서는 전술한 도광판(201)의 경사면(202)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 도광판(201)에는 LED 광원(204)이 상부 면에서 보이지 않도록 하는 동시에 LED 광원(204)에서 나온 빛을 도광판(201) 내부로 반사시키기 위해 경사면(202)에 제2 반사재(203)가 형성되어 있다. 제2 반사재(203)의 (지면 안쪽으로 향하는) 폭은 LED 광원(204)의 폭보다 크게 형성된다.
한편, 도 2에서 경사면(202)의 형상은 직선으로 도시되어 있으나, 곡률 또는 요철을 가지는 형상도 가능하다.
그리고, 경사면(202)에 설치되는 제2 반사재(203)는 수지류의 반사시트나 금속성의 반사판이 사용되며, 기타 광반사율이 높은 재료의 도포 등 다양한 방법으로 설치가 가능하다. 또한 제2 반사재(203)의 반사면 뒷면에는 광확산재 또는 광흡수재(208)를 설치하거나 도포할 수도 있다.
한편, 경사면(202)의 형성은 레이저 가공, NC 가공, 사출 성형, 압출 성형 등 여러 가지 공법이 가능하다.
백라이트 장치(200)의 디밍을 위해 다수 개로 구획된 도광판(201)을 사용할 경우 구획된 발광영역 사이에 경계부(209)가 존재한다. 이러한 경계부(209)는 백라이트 장치(200)에 있어서 휘부 또는 암부로 나타날 가능성이 있으므로 경계부(209)의 광분포를 균일하게 분포시키는 것이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 도광판(201)에 경사면(202)을 형성하고, 경사면(202)에 제2 반사재(203)를 설치하고, 경사면(202)의 하부에 LED 광원(204)을 설치하였다. 경사면(202)에 설치한 제2 반사재(203)에 의해 빛이 차단됨에 따라 암부가 나타나는데, 이러한 문제를 해결하기 위해 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202) 상부의 비발광영역은 이웃하는 도광판(201)에 의해 발광하도록 경계부(209)를 이루는 이웃하는 도광판(201)에 경사면(202)을 형성하여 도광판(201)의 경사면(202)이 겹쳐지도록 하였다. 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202)과 대응되는 이웃하는 도광판(201)의 경사면(202)은 가능한 비발광영역이 나타나지 않도록 충분히 겹쳐지도록 경사면(202)의 폭을 넓게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 제2 반사재(203)의 비발광영역이 발광하도록 하기 위해서는 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202)과 겹쳐지는 인접하는 또 하나의 다른 경사면(202)에는 제2 반사재(203)에 공급하는 것과는 별도로 다른 영역의 LED 광원(204)에서 빛이 공급된다. 이 때, 별도의 다른 영역의 LED 광원(204)에 의해 강하게 발광을 하여 오히려 두 개의 경사면(202)이 겹치는 경계부(209)는 휘부가 되는 경향이 있다. 이러한 경계부(209)에서 나타나는 휘부는 정상적으로 균일하게 발광하는 영역과 동일한 밝기로 조절하는 것이 필요한데, 경계부(209)에서 나타나는 휘부를 적절한 밝기로 조절하는 방법으로는 제2 반사재(203)의 반사면 뒷면에 광확산재 또는 광흡수재(208)를 설치하거나, 또는 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202)과 이웃하는 또 다른 경사면(202)에 광확산재 또는 광흡수재(208)를 추가로 설치하는 방법이 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이다.
도 5를 참조하면, 도 2에서 도시된 바와 같은 방식, 즉 이웃하는 도광판(201)의 두 개의 경사면(202)이 평행하게 면접촉하는 대신에, 좌우로 벌어지게 되는 경사면(202)을 각각 가지도록 배치 할 수도 있다.
즉, 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202)과는 반대 방향으로 기울어진 경사면(202)을 가지게 배치할 수 있다. 이럴 경우 LED 광원(204)이 배치되지 않는 경사면(202)에서는 도광판(201)내에서 전반사 한 후 경사면(202)에 닿은 빛이 전면으로 반사 되지 않고 하면으로 꺽이게 되며 이 경우 하면의 제1 반사재(205)에 닿아서 다시 도광판(201) 내부로 들어 올 수 있게 되어 광효율을 증진 시킬 수 있다.
또한 경사면(202)에 입사한 빛의 일부는 전반사 조건을 충족시키지 못한 경우 경사면(202) 외부로 빠져나가 발광하므로 경사면(202)에서의 암부 또한 완화할 수 있게 된다. 이와 같은 방법으로 도광판(201)을 사용하는 에지라이트 방식의 백라이트 장치(200)에서 로컬 디밍을 손쉽게 구현할 수 있다.
한편, 도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 장치의 측단면도이다.
도　6를 참조하면, 백라이트 장치(200)에는 다수 개의 경사진 홈(208)을 가진 도광판(201)이 마련되어 있다. 도광판(201)의 적어도 일측면에는 도광패턴(201a)이 형성되어 있다. 도광판(201)에 형성된 경사진 홈(208)에는 제2 반사재(203)가 설치되어 있다. 경사면(202)를 가진 홈(208)의 하부에는 하나 이상의 LED 광원(204)이 배치되어 있다. 또한, 상면에서 내려다 보았을 때 경사진 홈(208)에 설치된 제2 반사재(203)에 의해 LED 광원(204)이 가려지는 구조를 가진다.
도광판(201)의 하부 면에는 도광판(201) 하부 면으로 나온 빛을 상부로 반사시킬 수 있는 제1 반사재(205)가 설치되어 있고, 도광판(201)의 상부에는 빛을 산란 및 확산시키는 확산재(206)가 설치되어 있다. 확산재(206)의 상부에는 빛을 집광하여 주는 프리즘(207)이 설치되어 있다.
도광판(201)에 형성된 다수 개의 경사진 홈(208) 하부에 설치된 하나 이상의 LED 광원(204)에서 나온 빛은 경사진 홈(208)으로 입사되고, 입사된 빛은 경사진 홈(208)의 경사면(202)에 설치된 제2 반사재(203)에 의해 도광판(201)의 내부로 반사되고, 도광판(201) 내부로 입사된 빛은 전반사 효과에 의해 도광판(201) 내부를 도광하여 진행한다. 도광된 광 중에서 일부는 도광패턴(201a)에 의해 굴절되거나 산란되어 도광판(201) 상면으로 출사되고, 일부 도광패턴(201a)에서 출사된 빛은 제1 반사재(205)를 거쳐 반사되고, 다시 도광판(201)을 통과한 후 도광판(201) 상면의 확산재(206)를 통과하고 다시 프리즘(207)을 통과하여 전면으로 출사되는 원리를 가진다.
이 때, 도광패턴(201a)은 도광판(201) 구획 내에서 LED 광원(204) 및 경사진 홈(208)에서 멀리 떨어진 부위는 밀도가 높게, LED 광원(204) 및 경사진 홈(208)에서 가까운 부위는 상대적으로 밀도를 낮게 형성하여 균일한 면광원을 이루도록 한다. 또한, 하나 이상의 LED 광원(204)을 적절하게 차등하여 디밍함으로써 각 구획의 밝기를 다른 구획과 차등되게 조절되도록 한다. 이 때, LED 광원(204)은, 도 4에서 도시된 바와 같이, 다수 개의 LED 조합으로 이루어지며 하나의 기판에 여러 개의 LED 광원(204)을 설치하여 사용할 수 있다.
한편, 경사진 홈(208)의 경사각은 45도 정도가 바람직하며, 도광판(201)의 두께와 도광판(201)의 길이 및 광분포에 따라 경사각의 각도를 다르게 할 수 있다. 경사진 홈(208)의 폭은 1 mm 이하로 가능한 좁게 형성하여 비발광영역을 최소화하는 것이 바람직하다.
경사진 홈(208)의 깊이는 최대 도광판(201)을 관통하는 도광판(201)의 두께까지도 가능하며, 경사진 홈의 형성은 레이저 가공이 바람직하며, NC 가공, 사출 성형 등으로도 구현이 가능하다.
또한, 경사진 홈(208)에 설치되는 제2 반사재(203)는 수지성의 반사시트, 금속성의 반사판을 사용하거나, 또는 기타 광반사율이 높은 재료를 도포하여 설치할 수 있다. 상기의 제2 반사재(203)는 LED 광원(204)에서 나온 빛이 도광판(201)으로 입사되도록 빛의 진행 경로를 바꾸어 주는 역할을 하며, 또한 도광판(201)의 상면에서 볼 때 LED 광원(204)이 보이지 않도록 빛을 차단하는 역할을 동시에 한다. 제2 반사재(203)가 설치되는 경사면(202)를 가진 홈(208)은 백라이트 장치(200)의 디밍을 위해 발광영역을 구획하는 경우 다수 개를 형성하게 되는데, 이 때, 경사진 홈(208)의 경사면(202)에 설치한 제2 반사재(203) 영역은 도광판(201) 상부로 진행하는 빛이 차단되어 도광판(201)의 상면에서 보았을 때 비발광영역으로 나타나게 된다. 제2 반사재(203)의 비발광영역까지 도광판(201)이 발광하도록 도광판(201)에 경사면(202)을 가지는 홈을 형성하는데, 제2 반사재(203)가 설치된 경사면(202)과 인접하는 또 하나의 다른 경사면(202)에서는 제2 반사재(203)로 입사되는 빛과는 별도로 다른 영역의 LED 광원(204)에서 빛이 공급되고, 그 별도의 LED 광원(204)에 의해 강하게 발광을 하여 오히려 제2 반사재(203)가 설치되는 영역의 경계부(209)가 휘부가 되는 경향이 있다. 이러한 경계부(209)에서 나타나는 휘부는 정상적으로 균일하게 발광하는 영역과 동일한 밝기로 조절하는 것이 필요한데, 경계부(209)에서 나타나는 휘부를 적절한 밝기로 조절하는 방법으로는 제2 반사재(203)의 반사면 뒷면에 광확산재 또는 광흡수재(208)를 형성하는 방법, 또는 경사진 홈(208)의 제2 반사재(203)의 반사면 반대 쪽의 경사면(202)에 광확산재 또는 광흡수재(208)를 추가로 설치하는 방법이 있다. 이와 같은 방법으로 도광판(201)을 사용하는 에지라이트 방식의 백라이트 장치(200)에서 로컬 디밍을 손쉽게 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 광원과, 상기 광원에서 나온 빛을 균일하게 도광시키는 도광판과, 상기 도광판의 하부에 설치되는 제1 반사재와, 상기 도광판의 상부에 설치되는 확산재를 포함하는 백라이트 장치에 있어서,
    상기 도광판은 적어도 하나 이상의 경사면에 의해 다수의 구획으로 구분되며,
    상기 적어도 하나 이상의 경사면 중 제1 경사면에는 상기 광원에서 나오는 빛을 도광판 내부로 반사사키기 위한 제2 반사재가 설치되고,
    상기 제2 반사재가 설치된 도광판 하부에 적어도 하나 이상의 광원이 설치됨으로써, 상기 도광판을 구획별로 발광하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사면의 형상이 직선 또는 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반사재는, 수지성의 반사시트, 또는 금속성의 반사판이거나, 또는 광반사율이 높은 재료를 도포한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반사재의 반사면 뒷면에는, 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면이 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 인접하는 도광판의 경사면이 상기 제1 경사면과 반대 방향으로 된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 광원과, 상기 광원에서 나온 빛을 균일하게 도광시키는 도광판과, 상기 도광판의 하부에 설치되는 제1 반사재와, 상기 도광판의 상부에 설치되는 확산재를 포함하는 백라이트 장치에 있어서,
    상기 도광판에 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 형성되고,
    상기 경사면을 가지는 홈 안에 제2 반사재가 설치되고,
    상기 경사면을 가지는 홈이 형성된 도광판 하부에 하나 이상의 LED 광원이 설치되고,
    상기 하나 이상의 LED 광원을 소정의 영역에서 구획되어 발광하도록 구동함으로써 로컬디밍기능을 구현하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 도광판을 관통하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 홈의 폭이 1 mm 이하로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 레이저에 의해 가공된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 적어도 하나 이상의 홈이 단속적인 선의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재가 수지성의 반사시트, 또는 금속성의 반사판이거나, 또는 광반사율이 높은 재료를 도포한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재의 반사면 뒷면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 경사면을 가지는 홈에 설치되는 제2 반사재의 반사면 반대쪽의 경사면에 광확산재 또는 광흡수재가 설치되거나 도포된 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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